(57)【要約】  【課題】  凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を設けた冷蔵庫において、その運転制御方式に工夫を加えることにより、冷却能力の一層の向上を図る。  【解決手段】  圧縮機１、凝縮器２ａ、２ｂ、毛細管４、及び蒸発器６により冷凍サイクルを構成する。凝縮器２ａ、２ｂと蒸発器６の間に開閉弁５を配置する。制御部４０は、圧縮機１の運転を継続したまま開閉弁５を閉じ、蒸発器６内部の冷媒圧力が低下した後に圧縮機１の運転を停止する制御を行う。加えて制御部４０は、開閉弁５を閉じる前に凝縮器用送風機７及び蒸発器用送風機８の運転を停止する制御を行う。また開閉弁５を閉じた後に圧縮機１の回転数を上昇させ、蒸発器用送風機８を運転する制御を行う。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、毛細管、及び蒸発器により冷凍サイクルを構成するとともに、全体制御を司る制御部を備えた冷蔵庫において、
前記凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を配置し、前記制御部は、前記圧縮機の運転を継続したまま前記開閉弁を閉じ、前記蒸発器内部の冷媒圧力が低下した後に圧縮機の運転を停止する制御を行うことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記制御部は、前記開閉弁を閉じた後に前記圧縮機の回転数を上げる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記開閉弁を閉じる前に前記蒸発器用送風機の運転を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記凝縮器を通る空気流を形成する凝縮器用送風機を設け、前記制御部は、前記開閉弁を閉じる前に前記凝縮器用送風機の運転を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記圧縮機の運転を停止した後に前記蒸発器用送風機を運転する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記制御部は、前記開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機を運転する際、前記蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記圧縮機運転の停止は、前記蒸発器に設けられた霜取り判定センサの測定温度に基づき行われることを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記圧縮機運転の停止は、前記開閉弁を閉じた後所定時間が経過したことに基づき行われることを特徴とする請求７に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
圧縮機、凝縮器、膨脹弁、及び蒸発器により冷凍サイクルを構成するとともに、全体制御を司る制御部を備えた冷蔵庫において、
前記制御部は、前記圧縮機の運転を継続したまま前記膨脹弁を閉じ、前記蒸発器内部の冷媒圧力が低下した後に圧縮機の運転を停止する制御を行うことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１０】
前記制御部は、前記膨脹弁を閉じた後に前記圧縮機の回転数を上げる制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
【請求項１１】
前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記膨脹弁を閉じる前に前記蒸発器用送風機の運転を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
【請求項１２】
前記凝縮器を通る空気流を形成する凝縮器用送風機を設け、前記制御部は、前記膨脹弁を閉じる前に前記凝縮器用送風機の運転を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
【請求項１３】
前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記圧縮機の運転を停止した後に前記蒸発器用送風機を運転することを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
【請求項１４】
前記制御部は、前記開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機を運転する際、前記蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫。
【請求項１５】
前記圧縮機運転の停止は、前記蒸発器に設けられた霜取り判定センサの測定温度に基づき行われることを特徴とする請求項１５に記載の冷蔵庫。
【請求項１６】
前記圧縮機運転の停止は、前記開閉弁を閉じた後所定時間が経過したことに基づき行われることを特徴とする請求１５に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮機→凝縮器→蒸発器→圧縮機と循環させる冷凍サイクルにより庫内冷却を行う冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような冷凍サイクルにおいて、凝縮器と蒸発器の間には減圧装置として毛細管や膨脹弁が配置されている。庫内温度の制御は圧縮機のＯＮ・ＯＦＦ制御により行うが、圧縮機がレシプロ方式で、冷媒の流動が一方向に限定されている場合、次のような問題を考慮する必要がある。
【０００３】
運転中の圧縮機を停止させると、その時点では凝縮器の内部に高温・高圧の冷媒が多量に滞留している。この高温・高圧の冷媒は毛細管や膨脹弁を通じて蒸発器に流入する。すなわち毛細管や膨脹弁は、高圧の冷媒を減圧するというのが本来の役割であるが、この時点では単に圧力差をなくす均圧要素として振る舞うことになる。高温・高圧の冷媒が蒸発器に流入すれば庫内温度が上昇する。庫内温度が上昇すれば、圧縮機の運転再開までの時間が短くなる。結局、圧縮機を運転している時間の割合が多くなり、電力消費量が増大する。
【０００４】
上記の問題を解決するには、凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を設け、圧縮機の運転を停止するときにこの開閉弁を閉じて、高温・高圧の冷媒が蒸発器に流入しないようにすればよい。凝縮器と蒸発器の間に弁を介在させる技術は特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開昭５６−１６０６８号公報（第１、２頁、図２−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を設け、圧縮機の運転中は開閉弁を開き、圧縮機の運転停止と共に開閉弁を閉じるようにすれば、圧縮機停止時に凝縮器から高温・高圧の冷媒が蒸発器に流入して冷却効果を損なうといった事態を避けることができる。本発明は、このような構成を備えた冷蔵庫において、その運転制御方式に工夫を加えることにより、冷却能力の一層の向上を図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、冷蔵庫を次のように構成した。
【０００７】
（１）圧縮機、凝縮器、毛細管、及び蒸発器により冷凍サイクルを構成するとともに、全体制御を司る制御部を備えた冷蔵庫において、前記凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を配置し、前記制御部は、前記圧縮機の運転を継続したまま前記開閉弁を閉じ、前記蒸発器内部の冷媒圧力が低下した後に圧縮機の運転を停止する制御を行うものとした。
【０００８】
（２）前述のように構成された冷蔵庫において、前記蒸発器を冷凍室用蒸発器と冷蔵室用蒸発器に区分するとともに、これら両蒸発器のいずれに冷媒を流すかあるいは両方ともに冷媒を流すかを切り替える切替弁を設けた。
【０００９】
（３）前述のように構成された冷蔵庫において、前記制御部は、前記開閉弁を閉じた後に前記圧縮機の回転数を上げる制御を行うものとした。
【００１０】
（４）前述のように構成された冷蔵庫において、前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記開閉弁を閉じる前に前記蒸発器用送風機の運転を停止する制御を行うものとした。
【００１１】
（５）前述のように構成された冷蔵庫において、前記凝縮器を通る空気流を形成する凝縮器用送風機を設け、前記制御部は、前記開閉弁を閉じる前に前記凝縮器用送風機の運転を停止する制御を行うものとした。
【００１２】
（６）前述のように構成された冷蔵庫において、前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記圧縮機の運転を停止した後に前記蒸発器用送風機を運転する制御を行うものとした。
【００１３】
（７）前述のように構成された冷蔵庫において、前記制御部は、前記開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機を運転する際、前記蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止する制御を行うものとした。
【００１４】
（８）前述のように構成された冷蔵庫において、前記圧縮機運転の停止は、前記蒸発器に設けられた霜取り判定センサの測定温度に基づき行われるものとした。
【００１５】
（９）前述のように構成された冷蔵庫において、前記圧縮機運転の停止は、前記開閉弁を閉じた後所定時間が経過したことに基づき行われるものとした。
【００１６】
また本発明では、冷蔵庫を次のように構成した。
【００１７】
（１０）圧縮機、凝縮器、膨脹弁、及び蒸発器により冷凍サイクルを構成するとともに、全体制御を司る制御部を備えた冷蔵庫において、前記制御部は、前記圧縮機の運転を継続したまま前記膨脹弁を閉じ、前記蒸発器内部の冷媒圧力が低下した後に圧縮機の運転を停止する制御を行うものとした。
【００１８】
（１１）前述のように構成された冷蔵庫において、前記制御部は、前記膨脹弁を閉じた後に前記圧縮機の回転数を上げる制御を行うものとした。
【００１９】
（１２）前述のように構成された冷蔵庫において、前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記膨脹弁を閉じる前に前記蒸発器用送風機の運転を停止する制御を行うものとした。
【００２０】
（１３）前述のように構成された冷蔵庫において、前記凝縮器を通る空気流を形成する凝縮器用送風機を設け、前記制御部は、前記膨脹弁を閉じる前に前記凝縮器用送風機の運転を停止する制御を行うものとした。
【００２１】
（１４）前述のように構成された冷蔵庫において、前記蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設け、前記制御部は、前記圧縮機の運転を停止した後に前記蒸発器用送風機を運転する制御を行うものとした。
【００２２】
（１５）前述のように構成された冷蔵庫において、前記制御部は、前記開閉弁を閉じた状態で前記圧縮機を運転する際、前記蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止する制御を行うものとした。
【００２３】
（１６）前述のように構成された冷蔵庫において、前記圧縮機運転の停止は、前記蒸発器に設けられた霜取り判定センサの測定温度に基づき行われるものとした。
【００２４】
（１７）前述のように構成された冷蔵庫において、前記圧縮機運転の停止は、前記開閉弁を閉じた後所定時間が経過したことに基づき行われるものとした。
【発明の効果】
【００２５】
（１）圧縮機の運転を停止するのに先立ち、凝縮器と蒸発器の間の開閉弁を閉じるので、高温・高圧の冷媒が蒸発器に流入するということがなく、これによる庫内温度の上昇が防がれる。開閉弁を閉じた状態で圧縮機の運転が継続されることにより、蒸発器内部の冷媒圧力が一層低下する。このように冷媒圧力を一段と下げてから圧縮機の運転を停止するので、蒸発器内部に気相の冷媒と液相の冷媒（液冷媒）が混在する場合、気圧が上昇し平衡状態に達するまでの時間がそれだけ長くなり、蒸発器はより長い時間液冷媒の潜熱で庫内空気から熱を奪い続ける。このため、冷却能力が向上し、消費電力量も削減される。
【００２６】
（２）冷凍室用蒸発器と冷蔵室用蒸発器は両方とも開閉弁を介して凝縮器に接続されている。そのため、圧縮機の運転停止時に蒸発器に流入しようとする高温・高圧の冷媒を冷凍室、冷蔵室を問わず遮断するとともに、液冷媒の潜熱を冷凍室と冷蔵室の両方で利用することができ、冷凍室及び冷蔵室の庫内温度の上昇を抑制することができる。
【００２７】
（３）制御部は、開閉弁を閉じた後に圧縮機の回転数を上げる。このため、蒸発器内部の冷媒圧力を短時間で低下させ、圧縮機の運転停止時期を早めて消費電力の削減に結びつけることができる。
【００２８】
（４）蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設けることにより、蒸発器と庫内空気との間の熱の授受が促進される。この蒸発器用送風機は、開閉弁を閉じる前に運転を停止するから、開閉弁を閉じた時点では蒸発器表面の熱伝達率が低下している。このため、庫内空気から冷媒に伝達される熱量が少なくなり、液冷媒はより長い時間液相のままで留まる。これにより、液冷媒の持つ潜熱がより長い時間をかけて取り出されることになり、庫内温度の上昇が一層抑制される。
【００２９】
（５）凝縮器を通る空気流を形成する凝縮器用送風機を設けることにより、凝縮器と庫外空気との間の熱の授受が促進される。この凝縮器用送風機は、開閉弁を閉じる前に運転を停止し、凝縮器表面の熱伝達率を低下させる。このため、凝縮器の過冷却がなくなり、凝縮器内部の液冷媒の量が減るとともに、凝縮器内部の冷媒圧力が上昇する。これにより、相対的に多量の冷媒が蒸発器に押し込まれ、開閉弁を閉じた時点では蒸発器内部に多量の冷媒が滞留している状態になる。冷媒の総量が増えるので液冷媒量も多くなり、より多くの潜熱が蒸発器内部に蓄えられることになる。従って、液冷媒の持つ潜熱を取り出すのにより長い時間がかかることになり、庫内温度の上昇が一層抑制される。
【００３０】
（６）圧縮機の運転停止後に蒸発器用送風機を運転することにより、蒸発器内部の液冷媒の潜熱で庫内冷却を続けることができる。
【００３１】
（７）蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止するので、冷媒と冷凍機油が分離したり、冷凍機油が変質したりする懸念がない。
【００３２】
（８）蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止するに際し、蒸発器に設けられた霜取り判定センサの測定温度に基づき圧縮機運転を停止するものとしたから、正確な制御を行える。また、霜取り判定センサの他に新たなセンサを用意する必要がなく、コストアップを招かずに済む。
【００３３】
（９）蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止するに際し、開閉弁を閉じた後所定時間経過したことに基づき圧縮機運転を停止するものとしたから、制御が簡単である。
【００３４】
（１０）圧縮機の運転を停止するのに先立ち、凝縮器と蒸発器の間の膨脹弁を閉じるので、高温・高圧の冷媒が蒸発器に流入するということがなく、これによる庫内温度の上昇が防がれる。膨脹弁を閉じた状態で圧縮機の運転が継続されることにより、蒸発器内部の冷媒圧力が一層低下する。このように冷媒圧力を一段と下げてから圧縮機の運転を停止するので、蒸発器内部に気相の冷媒と液相の冷媒が混在する場合、気圧が上昇し平衡状態に達するまでの時間がそれだけ長くなり、蒸発器はより長い時間庫内空気から熱を奪い続ける。このため、冷却能力が向上し、消費電力量も削減される。また、１個の膨脹弁に毛細管と開閉弁の役割を果たさせるので、構成要素の数が減り、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
（１１）制御部は、膨脹弁を閉じた後に圧縮機の回転数を上げる。このため、蒸発器内部の冷媒圧力を短時間で低下させ、圧縮機の運転停止時期を早めて消費電力の削減に結びつけることができる。
【００３６】
（１２）蒸発器を通る空気流を形成する蒸発器用送風機を設けることにより、蒸発器と庫内空気との間の熱の授受が促進される。この蒸発器用送風機は、膨脹弁を閉じる前に運転を停止するから、膨脹弁を閉じた時点では蒸発器表面の熱伝達率が低下している。このため、庫内空気から冷媒に伝達される熱量が少なくなり、液冷媒はより長い時間液相のままで留まる。これにより、液冷媒の持つ潜熱がより長い時間をかけて取り出されることになり、庫内温度の上昇が一層抑制される。
【００３７】
（１３）凝縮器を通る空気流を形成する凝縮器用送風機を設けることにより、凝縮器と庫外空気との間の熱の授受が促進される。この凝縮器用送風機は、膨脹弁を閉じる前に運転を停止し、凝縮器表面の熱伝達率を低下させる。このため、凝縮器の過冷却がなくなり、凝縮器内部の液冷媒の量が減るとともに、凝縮器内部の冷媒圧力が上昇する。これにより、相対的に多量の冷媒が蒸発器に押し込まれ、開閉弁を閉じた時点では蒸発器内部に多量の冷媒が滞留している状態になる。冷媒の総量が増えるので液冷媒量も多くなり、より多くの潜熱が蒸発器内部に蓄えられることになる。従って、液冷媒の持つ潜熱を取り出すのにより長い時間がかかることになり、庫内温度の上昇が一層抑制される。
【００３８】
（１４）圧縮機の運転停止後に蒸発器用送風機を運転することにより、蒸発器内部の液冷媒の潜熱で庫内冷却を続けることができる。
【００３９】
（１５）蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止するので、冷媒と冷凍機油が分離したり、冷凍機油が変質したりする懸念がない。
【００４０】
（１６）蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止するに際し、蒸発器に設けられた霜取り判定センサの測定温度に基づき圧縮機運転を停止するものとしたから、正確な制御を行える。また、霜取り判定センサの他に新たなセンサを用意する必要がなく、コストアップを招かずに済む。
【００４１】
（１７）蒸発器内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で圧縮機運転を停止するに際し、開閉弁を閉じた後所定時間経過したことに基づき圧縮機運転を停止するものとしたから、制御が簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜８に基づき説明する。
【００４３】
図１は冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。図２は冷蔵庫の部分垂直断面図である。図３は制御ブロック図である。図４は制御のフローチャートである。図５は制御チャートである。図６〜８は実験グラフである。
【００４４】
図１に示す冷凍サイクルは、レシプロ方式の圧縮機１、機械室凝縮器２ａ、インナー凝縮器２ｂ、乾燥器３、毛細管４、開閉弁５、及び蒸発器６をループ状に接続して構成されている。圧縮機１で圧縮されて高温・高圧になった冷媒は機械室凝縮器２ａ及びインナー凝縮器２ｂを通る際に放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は乾燥器３で水分を除去されて毛細管４に入る。冷媒は毛細管４を出る際に減圧され、その状態で開閉弁５を通って蒸発器６に入る。減圧された冷媒は蒸発器６から熱を奪い、蒸発器６はそれを囲む空気から熱を奪う。蒸発器６を通じて空気から熱を奪った冷媒は圧縮機１に戻って圧縮され、高温・高圧になって送り出される。このサイクルが繰り返され、冷蔵庫の庫内に配置された蒸発器６は庫内空気から熱を奪って庫内を冷却する。なお機械室凝縮器２ａに対してはこれを通る冷却空気流を形成する凝縮器用送風機７が設けられ、蒸発器６に対してはこれを通る庫内循環空気流を形成する蒸発器用送風機８が設けられている。
【００４５】
上記冷凍サイクル構成要素の配置状況を図２に示す。冷蔵庫は断熱構造の筐体２０を備え、この筐体２０の内部を冷凍室２１と冷蔵室２２とに区画している。筐体２０の背面下部には、角にあたる箇所に機械室２３が形設されている。圧縮機１は機械室２３の内部にマウント２４を介して据え付けられる。機械室凝縮器２ａは冷凍室２１の下の空間に配置され、機械室２３に設置された凝縮器用送風機７がこれを通じて空気を吸引する。インナー凝縮器２ｂは、筐体２０の側面壁の中に、筐体２０の表面を通じて放熱を行うように配置されるものであり、図２には現れていない。
【００４６】
冷凍室２１の奥の壁の前面にダクト２５が設けられる。蒸発器６はダクト２５の中に配置される。ダクト２５は下部に循環気流吸込口２６、上部に循環気流吹出口２７を有する。循環気流吸込口２６と循環気流吹出口２７はいずれも整風グリルで覆われている。循環気流吹出口２７の内側に蒸発器用送風機８が配置される。
【００４７】
圧縮機１を出た冷媒管２８は、機械室凝縮器２ａ、インナー凝縮器２ｂ、乾燥器３、毛細管４と引き回された後ダクト２５の中に入り、開閉弁５を介して蒸発器６に接続される。蒸発器６から引き出された冷媒配管２８は液溜め２９を経由して筐体２０の背面側の壁に入り、壁の中を通って圧縮機１に戻る。
【００４８】
冷凍室２１の中には庫内温度センサ３０が設けられる。蒸発器６の近傍には同じく温度センサである霜取り判定センサ３１が設けられる。蒸発器６の下には霜取りヒータ３２が配置される。蒸発器６と霜取りヒータ３２の間には霜解けドレンが霜取りヒータ３２にかかるのを防ぐカバー３３が配置される。ダクト２５の底部には機械室２３に抜けるドレン抜きパイプ３４が設けられ、機械室２３にはドレンを受ける蒸発皿３５が設置される。蒸発皿３５に溜まったドレンは、圧縮機１や機械室凝縮器２ａの発生する熱を受けて蒸発する。
【００４９】
蒸発器６により冷却された空気は図示しないダクトを通じて冷蔵室２２に分配される。すなわち蒸発器６は冷凍室２１の冷却に加えて冷蔵室２２の冷却の役割も担うものである。
【００５０】
冷蔵庫１の制御ブロック図を図３に示す。マイクロコンピュータを含む制御部４０は庫内温度センサ３０及び霜取り判定センサ３１から温度データを取得し、圧縮機１、開閉弁、凝縮器用送風機７、蒸発器用送風機８、及び霜取りヒータ３２の動作を制御する。冷蔵庫の前面には表示装置や操作キーを含む操作パネル４１が設けられ、使用者はこの操作パネル４１を通じて温度調整などの操作を行う。
【００５１】
続いて、図４のフローチャートに基づき制御部４０の司る冷蔵庫動作の内容を説明する。
【００５２】
制御フローがスタートすると、まずステップＳ１０１で、庫内温度センサ３０が検知している冷凍室２１の温度データの取得が行われる。温度が所定温度（例えば−２０゜Ｃ）以下であればステップＳ１０９に進む。ステップ１０９では、開閉弁５は閉じ、圧縮機１、蒸発器用送風機８、及び凝縮器用送風機７はいずれも運転を停止している。ステップＳ１０９からステップＳ１０１に戻り、庫内温度データの取得が再度実行される。
【００５３】
冷凍室２１の温度が所定温度以上になるとステップＳ１０１からステップＳ１０２へ、さらにステップＳ１０３へと進み、圧縮機１の起動動作が行われる。
【００５４】
ステップＳ１０２では、今まで閉じていた開閉弁５が開く。ステップＳ１０３では圧縮機１が運転を開始する。これにより冷媒は圧縮機１→機械室凝縮器２ａ→インナー凝縮機２ｂ→乾燥器３→毛細管４→開閉弁５→蒸発器６→圧縮機１という閉ループの中で循環を始め、冷凍サイクルが開始される。また蒸発器用送風機８と凝縮器用送風機７も運転を開始する。
【００５５】
蒸発器用送風機８が運転を開始すると、冷凍室２１内の空気が循環気流吸込口２６からダクト２５に流入し、蒸発器６を通って上昇する。この時空気は蒸発器６に熱を奪われて冷却される。冷却された空気は蒸発器用送風機８に吸い込まれたうえ、循環気流吹出口２７から冷凍室２１に吹き出され、冷凍室２１の内部を冷却する。また図示しないダクトを通って冷蔵室２２に吹き出され、冷蔵室２２を冷却する。
【００５６】
凝縮器用送風機７が運転を開始すると、庫外の空気が機械室凝縮器２ａを通って機械室２３に吸い込まれる。機械室凝縮器２ａはこの空気流に対して放熱を行う。
【００５７】
機械室凝縮器２ａ及びインナー凝縮器２ｂの中の冷媒の圧力と、蒸発器６の中の冷媒の圧力を比較すると、後者の方が低いため、ステップＳ１０２で開閉弁５を開いた場合、凝縮器側より高温高圧の冷媒が蒸発器６に進入する。蒸発器６の温度上昇をくい止めるにはステップＳ１０２とステップＳ１０３との間の時間間隔は短い方がよい。しかしながら凝縮器側と蒸発器側との圧力差が大きいと圧縮機１が始動しにくいので、圧縮機１の始動のしやすさを考慮して、時間間隔を適切な値（例えば３０秒）に設定する。
【００５８】
圧縮機１、蒸発器用送風機８、及び凝縮器用送風機７の運転開始後、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では庫内温度センサ３０が検知している冷凍室２１の温度データの取得が行われる。温度が所定温度まで下がっていなければ庫内温度データの取得が再度実行される。温度が所定温度以下に下がっていればステップＳ１０５に進む。この場合の所定温度は、ステップＳ１０１での所定温度よりも低く（例えば−２３゜Ｃに）設定される。
【００５９】
ステップＳ１０５から圧縮機１の停止動作が始まる。ステップＳ１０５では蒸発器用送風機８と凝縮器用送風機７が運転を停止する。圧縮機１の回転数は上がる。
【００６０】
蒸発器用送風機８が運転を停止すると、蒸発器６の表面の熱伝達率が低下し、蒸発器６を通して庫内空気から冷媒に伝達される熱量が少なくなり、液冷媒はより長い時間液相のままで留まる。これにより、液冷媒の持つ潜熱がより長い時間をかけて取り出されることになり、庫内温度の上昇が一層抑制される。
【００６１】
凝縮器用送風機７が運転を停止すると、機械室凝縮器２ａの表面の熱伝達率が低下し、機械室凝縮器２ａでの放熱量が減る。このため、機械室凝縮器２ａの過冷却がなくなり、機械室凝縮器２ａの内部の液冷媒の量が減るとともに、機械室凝縮器２ａ内部の冷媒圧力が上昇する。これにより、相対的に多量の冷媒が蒸発器６に押し込まれ、冷凍サイクル中で液冷媒の溜まる箇所が蒸発器６に集中する。すなわち蒸発器６の中の液冷媒量が増えるのでより多くの潜熱が蒸発器６内部に蓄えられ、その潜熱を取り出すのにより長い時間がかかることになり、庫内温度の上昇が一層抑制される。
【００６２】
さらに、蒸発器用送風機８を停止したままで圧縮機１の回転数を上昇させることにより、蒸発器６を通しての庫内空気と冷媒との間の熱授受が少ないのに冷媒の循環量が増えることになり、蒸発器６に一層多くの液冷媒が溜まる。
【００６３】
ステップＳ１０５からステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では蒸発器用送風機８及び凝縮器用送風機７の運転を停止してから所定時間が経過したかどうかを調べる。所定時間が経過したらステップＳ１０７に進む。「所定時間」が長すぎると、この間は圧縮機１を運転しているので、電力消費量が増える。短すぎると、蒸発器６に液冷媒が十分に溜まらない。そこで、「所定時間」は長からず短からずの時間（例えば２分）に設定する。
【００６４】
ステップＳ１０７では開閉弁５を閉じる。圧縮機１は運転を継続する。開閉弁５を閉じたままで圧縮機１を運転することにより、蒸発器６の内部の冷媒圧力が低下し、冷媒温度も下がる。
【００６５】
ステップＳ１０７からステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では霜取り判定センサ３１が検知している霜取り判定温度のデータ取得が行われる。霜取り判定温度が所定温度（例えば−２５゜Ｃ）まで下がっていなければ庫内温度データの取得が再度実行される。霜取り判定温度が所定温度以下であればステップＳ１１０に進む。
【００６６】
ステップＳ１１０では圧縮機１の運転を停止し、蒸発器用送風機８の運転を再開する。開閉弁５は閉じられたままであり、機械室凝縮器２ａ及びインナー凝縮器２ｂの方から高温・高圧の冷媒が蒸発器６に流入することはなく、蒸発器６は低温に保たれる。圧縮機１が停止状態にあっても、蒸発器用送風機８を運転すれば、蒸発器６の内部の液冷媒が気相に変わるときの潜熱で庫内冷却を続けることができる。
【００６７】
ステップＳ１１０からステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では庫内温度センサ３０が検知している冷凍室２１の温度データの取得が行われる。冷凍室２１の温度が上昇していなければ温度データの取得が再度実行される。冷凍室２１の温度が上昇していれば、蒸発器６の内部の液冷媒の潜熱をもはや冷却に利用することができなくなったということであり、ステップＳ１１２に進む。
【００６８】
ステップＳ１１２では蒸発器用送風機８の運転を停止する。そしてステップＳ１０１に戻る。
【００６９】
上記のような圧縮機１、蒸発器用送風機８、凝縮器用送風機７の運転／停止（ＯＮ／ＯＦＦ）、及び開閉弁５の開閉のタイミングが、図５の制御チャートに示されている。
【００７０】
ステップＳ１１０で圧縮機１の運転を停止するにあたっては、蒸発器６の内部の冷媒温度が冷凍機油の流動点やフロック点よりも高い状態で運転を停止するものとする。その理由は、蒸発器６の内部の温度が下がりすぎ、冷凍機油の流動点やフロック点より低くなると、冷媒と冷凍機油が分離したり、冷凍機油が変質したりするからである。
【００７１】
図２の構成では、霜取り判定センサ３１は蒸発器６の上に配置されているが、これ以外の箇所に霜取り判定センサ３１を配置してもよい。例えば液溜め２９の近傍に配置してもよい。また庫内温度センサ３０も、１個だけである必要はなく、複数のセンサを庫内各所に配置することができる。
【００７２】
また、図１、２の構成では、開閉弁５が蒸発器６の直前に設けられているが、乾燥器３の直後に設けることとしてもよい。乾燥器３の直後に開閉弁５を置いた場合、開閉弁５を閉じた後に毛細管４の内部の高圧冷媒が蒸発器６に侵入することになり、冷凍室２１の熱負荷が多少上昇するという問題があるが、開閉弁５、毛細管４、及び乾燥器３を近接配置できるので溶接しやすくなり、生産性が向上するというメリットが生まれる。
【００７３】
図６〜８に温度測定の実験結果のグラフを示す。図６は本発明の構成を実現した冷蔵庫に係るもの、図７は特許文献１の構成を実現した冷蔵庫に係るもの、図８は凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を設けていない冷蔵庫に係るものである。各実験とも、蒸発器、冷凍室、及び冷蔵室の３箇所の温度を測定した。試験に用いた「測定用メタル」は、「ＪＩＳ
Ｃ９８０１  家庭用電気冷蔵庫及び電気冷凍庫の特性及び試験方法」に記載されている、質量２５ｇの黄銅製円柱である。これを冷凍室にあっては図示しない引出しケース高さの１／３の高さに置き、冷蔵室にあっては室高の１／３の高さに置いて温度を測定した。
【００７４】
図６〜８のいずれの実験においても、圧縮機を運転したときは冷凍室と冷蔵室に冷気が流れ、温度が低下している。冷蔵室の温度が所定値まで低下すると冷気分配装置が冷蔵室への冷気の流れを遮断し、冷凍室のみに冷気を流す。冷凍室の温度が所定値まで低下したら圧縮機は停止する。
【００７５】
図６の実験では、図４のフローチャートに従って冷蔵庫を運転した。ただしステップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２は省略している。またステップＳ１０５では、「圧縮機回転数を上げる」制御を省略し、「蒸発器用送風機ＯＦＦ、凝縮器用送風機ＯＦＦ」の制御のみ行っている。
【００７６】
図７の実験では、圧縮機の運転開始とともに開閉弁を開き、圧縮機の運転停止とともに開閉弁を閉じている。
【００７７】
凝縮器と蒸発器の間に開閉弁を設けていない冷蔵庫の場合、図８に示すように、圧縮機が運転を停止するとともに蒸発器温度が急上昇している。これに対し図７の実験によれば、圧縮機の運転停止とともに開閉弁を閉じることにより、蒸発器の温度上昇が抑制されていることがわかる。これは、凝縮器内の高温・高圧の冷媒が毛細管を通じて蒸発器に流入することが防がれたためである。
【００７８】
図６の実験では、圧縮機の運転停止直前に蒸発器温度が著しく低下している。これにより蒸発器の周囲の温度が長く低温に保たれる。すなわち圧縮機の運転停止後に冷凍室の温度が横ばい状態で保たれる期間が長い。
【００７９】
図９に本発明の第２実施形態を示す。図９は制御のフローチャートである。
【００８０】
第１実施形態のフローと第２実施形態のフローとは、ステップＳ１０８の箇所のみが相違する。すなわち第２実施形態のフローでは、第１実施形態のステップＳ１０８に代えてステップＳ１０８ａが挿入されている。ステップＳ１０８では霜取り判定センサ３１が検知している霜取り判定温度のデータ取得が行われ、霜取り判定温度が所定温度以下であればステップＳ１１０に進んでいたが、ステップＳ１０８ａでは開閉弁５を閉じてから所定時間が経過したときにステップＳ１１０に進んでいる。この場合の「所定時間」は「蒸発器温度が所定温度以下に低下するのに十分な時間」ということであり、実験によって求められる。この構成によれば、タイマーカウントのみで制御が進行するから、制御プログラムが簡単になる。
【００８１】
図１０に本発明の第３実施形態を示す。図１０は制御のフローチャートである。
【００８２】
第１実施形態のフローと第３実施形態のフローとは、ステップＳ１０５とステップＳ１０７の箇所が相違する。すなわち第３実施形態のフローでは、第１実施形態のステップＳ１０５、Ｓ１０７に代えてステップＳ１０５ａ、Ｓ１０７ａが挿入されている。ステップＳ１０５では蒸発器用送風機８と凝縮器用送風機７が運転を停止すると同時に圧縮機１の回転数を上げていたが、ステップＳ１０５ａでは圧縮機１の回転数は上げず、単に運転を継続するのみである。そしてステップＳ１０７ａに至り、開閉弁５が閉じてはじめて圧縮機１の回転数を上げる。この構成によれば、蒸発器６内部の冷媒圧力を短時間で低下させ、圧縮機１の運転停止時期を早めて、消費電力の削減に結びつけることができる。
【００８３】
図１１に本発明の第４実施形態を示す。図１１は冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。
【００８４】
第１実施形態では、蒸発器６は１個だけで、そこで冷却した空気を冷凍室２１と冷蔵室２２に分配していた。第４実施形態では、蒸発器が冷凍室用蒸発器６ａと冷蔵室用蒸発器６ｂに区分されている。そして、これらの蒸発器のそれぞれに対して蒸発器用送風機８が設けられている。
【００８５】
冷凍室用蒸発器６ａと冷蔵室用蒸発器６ｂに対し、そのいずれに冷媒を流すか、あるいは両方ともに冷媒を流すかを切り替える切替弁を設ける。第４実施形態では、開閉弁を三方弁としてこの要請に応えている。すなわち三方弁である開閉弁５ａは乾燥器３から流れてきた冷媒を冷凍室用蒸発器６ａと冷蔵室用蒸発器６ｂの一方に選択的に流すこともでき、両方ともに流すこともできる。また両方ともに流さないようにすることもできる。
【００８６】
第４実施形態において、冷蔵庫運転の制御フローは第１〜第３実施形態のものをそのまま流用することができる。作用効果も同じになる。
【００８７】
図１２に本発明の第５実施形態を示す。図１２は冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。
【００８８】
第５実施形態では、毛細管４と開閉弁５の組み合わせに代え、膨脹弁９を使用している。膨脹弁９は毛細管４の減圧作用と開閉弁５の開閉作用を兼ね備えたものである。
これにより構成要素の数が減り、コストダウンを図ることができる。
【００８９】
第５実施形態において、冷蔵庫運転の制御フローは第１〜第３実施形態のものをそのまま流用することができる。作用効果も同じになる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷蔵庫の冷凍サイクル構成図
【図２】冷蔵庫の部分垂直断面図
【図３】制御ブロック図
【図４】制御のフローチャート
【図５】制御チャート
【図６】実験グラフ
【図７】実験グラフ
【図８】実験グラフ
【図９】本発明の第２実施形態に係る冷蔵庫の制御のフローチャート
【図１０】本発明の第３実施形態に係る冷蔵庫の制御のフローチャート
【図１１】本発明の第４実施形態に係る冷蔵庫の冷凍サイクル構成図
【図１２】本発明の第５実施形態に係る冷蔵庫の冷凍サイクル構成図
【符号の説明】
【００９１】
１    圧縮機
２ａ  機械室凝縮器
２ｂ  インナー凝縮器
３    乾燥器
４    毛細管
５    開閉弁
６    蒸発器
７    凝縮器用送風機
８    蒸発器用送風機
９    膨脹弁
２０  筐体
２１  冷凍室
２２  冷蔵室
３０  庫内温度センサ
３１  霜取り判定センサ
４０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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